Balance control threshold to vestibular stimuli
Notice bibliographique
Résumé
Bipedalism renders our erect posture unstable, requiring the integration and processing of multisensory information to remain upright. To understand how each sense contributes to balance, perceptual thresholds to isolated sensory disturbances while standing are typically quantified. Perception, however, is distinct from balance control. Both processes rely on distinct internal body representations, and participants can misattribute the consequences of self-generated balance-correcting actions as an external perturbation. Here, we used signal detection theory to quantify non-perceptual balance control thresholds to isolated vestibular stimuli given the role of vestibular cues in generating balance-correcting responses. We exposed participants standing on force plates to electrical vestibular stimulation (EVS) at varying amplitudes (0.2, 0.4, 0.6 mA) and frequencies (0.1, 0.2, 0.5, 1 Hz). Stimuli delivered at 0.2 mA (0.1-0.5 Hz) and 0.4 mA (0.1, 0.2 Hz) remained unperceived but evoked whole-body responses above the sensorimotor noise underlying balance control. Balance control thresholds ranged from 0.09 to 0.57 mA; they increased with EVS amplitude and decreased with frequency. The physiological mechanisms underlying these EVS amplitude and frequency effects involved a decrease in response gain with increased stimulus amplitude and a reduction in response variability with increased stimulus frequency. Our findings demonstrate that balance responses to isolated vestibular stimuli can be quantified below perceptual thresholds and highlight the dynamic regulation of response gain and the influence of whole-body motion variability in the vestibular control of balance. Our results also open the door to assessing the isolated vestibular contributions to postural control in people with balance impairments. KEY POINTS: Upright balance control relies on sensory information from multiple sensory systems, but balance control thresholds to isolated sensory stimuli remain largely unknown because these stimuli, or their associated responses, can be perceived. We applied isolated electrical vestibular perturbations and used signal detection theory to quantify balance control thresholds to unperceived sensory stimuli. Vestibular stimuli delivered at 0.2 mA (0.1-0.5 Hz) and 0.4 mA (0.1 and 0.2 Hz) remained unperceived but evoked balance-correcting responses above the sensorimotor noise underlying the control of standing. Balance thresholds increased with current amplitude (0.2-0.6 mA) and decreased with stimulus frequency (0.1-1 Hz) and were linked to decreased gain of lateral force and reduced lateral force variability as current amplitude and frequency increased, respectively. These results pave the way for uncovering the sensory contributions to the non-perceptual mechanisms regulating balance-correcting motor commands essential for bipedalism and their potential role in balance impairments.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».